泵站远程监控系统设计.doc
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1、(2011届)本科毕业设计(论文)资料题 目 名 称: 泵站远程监控系统设计 学 院(部): 电气与信息工程学院 专 业: 学 生 姓 名: 班 级: 学号 指导教师姓名: 职称 最终评定成绩: 湖南工业大学教务处 目 录第一部分 过程管理资料一、2010届毕业设计(论文)课题任务书(1)二、湖南工业大学本科毕业设计(论文)开题报告(3)三、本科毕业设计(论文)中期报告(7)四、毕业设计(论文)指导教师评阅表(8)五、毕业设计(论文)评阅教师评阅表(9)六、毕业设计(论文)答辩及最终成绩评定表(10)第二部分 毕业论文七、毕业论文(11)2011届本科毕业设计(论文)资料第一部分 过程管理资料
2、2011 届毕业设计(论文)课题任务书院(系): 电气与信息工程学院 专业: 指导教师 学生姓名 课题名称泵站远程监控系统内容及任务污水泵站的日常运行及维护由很大工作量,目前国内很多企业仍然采用人工巡查的办法,具有工作量大、效率低、反应慢的特点,因此这种模式应逐渐向远程监控发展。本课题是采用基于VPN的分布式计算机监控系统(SCADA)技术,通过网络系统对远程泵站实施监控和控制,可以实现无人值守、远程集中控制,节省大量的人力、物力、财力和提高管理水平和工作效率,以及提高信息化和自动化、网络化水平。 拟达到的要求或技术指标了解泵站远程监控系统的工艺情况及控制要求总体方案设计控制系统硬件设计 控制
3、系统软件设计系统调试进度安排起止日期工作内容 查阅相关资料,写出开题报告。 生产实习,了解和熟悉课题相关内容。 课题设计,写出初步设计书,并开发相应软件。 毕业设计定稿、完善、答辩及总结。主要参考资料1 丘传忻,泵站.中国水利水电出版社M.20042 翟海生,IP VPN隧道协议及其应用J.通信世界,2001(34)3何宝宏,IP虚拟专用网络技术M.北京:人民邮电出版社,2002.4 高海英,VPN技术M.北京:机械工业出版社,2004.45 孙为清,赵轶群.VPN隧道技术J.计算机应用研究,2000(08)6 张大陆,户现锋.VPN核心技术的研究J.计算机工程,2000,26(03)7 王涛
4、,周琦.污水提升泵站无人值守的改造J. 中国给水排水, 2010, 26(10)8 魏广科,VPN技术及其应用的研究J. 计算机工程与设计, 20059杨启尧,项国云.基于VPN污水泵站远程监控系统设计与实现J.浙江水利水电专科学校学报.2009(1)10 柴瑞娟,陈海霞. 西门子PLC编程技术及工程应用M.北京:机械工业出版社,200711 吴作明,工控组态软件与PLC应用技术M. 北京:北京航空航天大学出版社, 2007 教研室意见签名:年 月 日院(系)主管领导意见签名:年 月 日湖 南 工 业 大 学本科毕业设计(论文)开题报告 (2011届)学 院(部): 电气与信息工程学院 专 业
5、: 学 生 姓 名: 班 级: 学号 指导教师姓名: 职称 2011年 1 月 日题目:1. 结合课题任务情况,查阅文献资料,撰写15002000字左右的文献综述污水泵站的日常运行及维护有很大的工作量,目前国内许多企业仍然采用人工巡视检查的办法,具有工作量大、效率低、反应慢的缺点,这种管理办法与城市发展的要求越来越不相适应。因此部分企业逐渐开始采用远程监控系统.远程监控是指利用计算机通过网络系统实现对远程工业生产过程控制系统的监视和控制,能够实现远程监控的计算机软件系统称为远程监控系统。而中小型污水泵站计算机远程监控系统中,绝大部分采用Internet或Irtranet的结构,这些传统网络需要
6、建立自己的物理专用线路,使用昂贵的长途拨号以及长途专线业务,在使用中存在功能单一、安全机制差、界面复杂等缺点,因此决定采用虚拟专用网(Virtual Private Network,VPN)来设计远程监控系统。虚拟专用网络是专用网络的延伸,它包含了类似Internet的共享和公共网络链接。VPN被定义为一个公用网络(通常是因特网)建立一个临时的、安全的连结,是一条穿过混乱的功用网络的安全、稳定的隧道。通过VPN可以以模拟点对点专用链接的方式通过共享或公共网络在两台计算机之间发送数据。它具有降低成本、易于扩展、保证安全等优点。泵站与监控中心采用VPN网连接,在每个污水泵站内均设置一个工业以太网泵
7、站交换机,泵站交换机接入VPN网,泵站内的所有网络设备(PLC、视频服务器等)与泵站交换机连接。同样监控中心的中控室交换机也接入该网络,监控中心内的各计算机系统(工况监控计算机系统、图像监控计算机系统等)接入中控室交换机。这样,各污水泵站内的PLC控制系统与监控中心内的工况监控计算机系统形成一个虚拟局域网。采用虚拟专用网一方面大大降低了成本,另一方面节约了开发的时间。污水泵站工业控制系统由下位机(由西门子公司实现的PLC控制系统)和上位机(工况监控计算机,采用WINCC软件设计的上位机监控系统)及网络系统等构成。下位机通过采集仪表系统的测量参数、各工艺设备的状态参数和接受触摸屏及上位机的控制命
8、令,根据编制的泵站控制程序,来实现对各工艺设备的自动控制和远程遥控,将各信号上传至监控中心的工况监控计算机上。上位机可接收下位机传送上来的各仪表测量信号和设备状态信号及操作员的控制命令,通过设定的程序运行,向下位机发送各控制命令。网络系统将各污水泵站的下位机(PLC系统)和上位机连接起来,下位机可以通过该网络向上位机传送信号,同时上位机通过该网络向下位机发送传送命令。污水泵站内的仪表系统主要由出水池内的液位检测仪表、出水总管上的压力检测仪表和配电系统中的各电量参数检测仪表等构成。出水池内的液位检测仪表主要用于检测出水池内的液位,该液位是整个泵站中最关键的工艺参数。直接关系的泵站安全运行。出水总
9、管压力检测主要用于检测泵站出水管的管压力,该参数也是泵站系统运行的一个重要工艺参数。借助该参数可以间接的判断出潜水泵是否运行正常、管道是否出现故障等情况。配电系统检测仪表主要用于对泵站系统内的电力参数测量,测量参数主要包含泵站内低压系统的各电压、电流、电度量及功率因素等。是对泵站进行能耗分析、运行效率衡量的一个重要依据。这3个参数是关系到泵站正常运行的关键,因此必须进行准确的测量。工业监控计算机对该公司所辖泵站实现工况监控、远程调度指挥等功能;数据服务器实现对各泵站运行数据的存储和处理,供该公司值班人员及管理人员对泵站的各项数据(工艺参数、电力参数、设备状态等)进行查询和打印。各泵站安装的摄像
10、头拍摄的视频信号通过网络视频服务器传送到监控中心的图像服务器上,各图像监控计算机通过网络访问图像服务器,对各泵站的图像信号进行显示。2.选题依据、主要研究内容、研究思路及方案(1)选题依据我国城市污水处理事业是在80年代初逐步发展起来的,经过几十年的发展已经初具规模,但是,与国外同期的城市污水处理厂相比,我国的污水处理事业则呈现出效率低、自动化程度低、能耗高且运行费用高等缺点。随着全球水资源供应的紧张和对自动化要求的增加,我国的污水处理厂无疑向着高度自动化和无人职守的方向发展。(2)本设计主要研究内容及任务:污水泵站的日常运行及维护有很大工作量,目前国内很多企业仍然采用人工巡查的办法,具有工作
11、量大、效率低、反应慢的特点,因此这种模式应逐渐向远程监控发展。本课题是采用基于VPN的分布式计算机监控系统(SCADA)技术,通过网络系统对远程泵站实施监控和控制,可以实现无人值守、远程集中控制,节省大量的人力、物力、财力和提高管理水平和工作效率,以及提高信息化和自动化、网络化水平。3.工作进度及具体安排2010.12-2011.1 查阅相关资料,写出开题报告。2011.3-2011.4 生产实习,了解和熟悉课题相关内容2011.4-2011.6 课题设计,写出初步设计书,并开发相应软件2011.6-2011.7 毕业设计定稿、完善。答辩及总结。4.指导教师意见指导教师: 年 月 日说明:开题
12、报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一,此报告应在导师指导下,由学生填写,将作为毕业设计(论文)成绩考查的重要依据,经导师审查后签署意见生效。本科毕业设计(论文)中期报告 填表日期: 2011 年 05 月 日学院(部)电气与信息工程学院班级 学生姓名 课题名称:泵站远程监控系统课题主要任务:本课题是采用基于VPN的分布式计算机监控系统(SCADA)技术,通过网络系统对远程泵站实施监控和控制,可以实现无人值守、远程集中控制,节省大量的人力、物力、财力和提高管理水平和工作效率,以及提高信息化和自动化、网络化水平。1、简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果 对所采
13、用的VPN技术进行了一次比较全面的了解,对污水泵站处理的过程有了认识,以及对于所要进行的监控技术的全面设计进行了前期的工作,查阅了相关的资料,了解和熟悉课题的相关内容。2、下一步的主要研究任务,具体设想与安排 下一步就是进行系统的开发和对论文的安排,认真的了解所要进行的工作任务,设计课题,写出相关的课题设计书,并开发相应的软件和硬件。在四至六月份的时候进行初步的课题设计和相关的软件,在六至七月份的时候进行设计书的完善工作。3、存在的具体问题 在操作WINCC软件实际过程中可能存在的具体问题,在系统与系统的衔接方面会有错觉,对于PLC的一些相关问题,可能自己不能够全面掌握并具体应用。4、指导教师
14、对该生前期研究工作的评价指导教师签名:日 期: 毕业设计(论文)指导教师评阅表学院(部)(公章): 学生姓名 学 号 班 级 专 业 专业方向 指导教师姓 名 课题名称泵站远程监控系统评阅项目标准满分得分业务能力与水平有收集、综合和正确利用各种信息并获取新知识的能力。能应用所学的基础理论与专业知识,独立分析和解决实际问题,完成了任务书规定的任务,所得结论具有应用或参考价值,工作中有创新意识。30论文质量条理清晰,结构严谨;文笔流畅,语言通顺;方法正确,分析、论证充分;设计、计算正确,工艺可行,设计图纸质量高,标准使用规范;专业名词术语准确。30规 范 化技术材料齐全,论文撰写符合本科毕业设计(
15、论文)撰写规范的要求。20外语水平英文摘要写作水平高。10工作态度严肃认真,刻苦勤奋,善于与他人合作。10综合评价:是否同意参加答辩: 同意按期答辩 延期答辩 不同意答辩指导教师评定成绩分值:指导教师签字: 年 月 日毕业设计(论文)评阅教师评阅表学院(部)(公章): 学生姓名 学 号 班 级 专 业 专业方向 课题名称泵站远程监控系统评审项目指 标满分得分选 题体现专业内容;具有实际或理论意义;难易程度合适。10工 作 量完成任务书规定的内容,工作量饱满。 10业务能力与水平有收集、综合和正确利用各种信息并获取新知识的能力。能应用所学的基础理论与专业知识,分析和解决实际问题,完成了任务书规定
16、的任务,所得结论具有应用或参考价值,工作中有创新意识。30论文质量条理清晰,结构严谨;文笔流畅,语言通顺;方法正确,分析、论证充分;设计、计算正确,工艺可行,设计图纸质量高,标准使用规范;专业名词术语准确。30规 范 化技术材料齐全,论文撰写符合规范要求。10外语水平英文摘要写作水平高。10针对论文提问:1、2、3、评 分:是否同意参加答辩 同意按期答辩 延期答辩 不同意答辩评阅人签名: 年 月 日 毕业设计(论文)答辩及最终成绩评定表学院(部)(公章): 学生姓名 学号 班 级 答辩日期 课题名称泵站远程监控系统指导教师 成 绩 评 定分值评 定教师1教师2教师3教师4教师5小计课题介绍思路
17、清晰,语言表达准确,概念清楚,论点正确,实验方法科学,分析归纳合理,结论严谨,设计(论文)有应用价值。30答辩表现思维敏捷,回答问题有理论根据,基本概念清楚,主要问题回答准确、深入,知识面宽。70合 计100答 辩 评 分分值:答辩小组长签名:答辩成绩a: 40指导教师评分分值:指导教师评定成绩b: 30评阅教师评分分值:评阅教师评定成绩c: 30最终评定成绩: 分数: 等级:答辩委员会主任签名: 年 月 日说明:最终评定成绩a+b+c,三个成绩的百分比由各学院(部)自己确定。2011届本科毕业设计(论文)资料第二部分 毕业设计(论文)(2011届)本科毕业设计(论文)泵站远程监控系统学 院(
18、部): 电气与信息工程学院 专 业: 学 生 姓 名: 班 级: 学号 指导教师姓名: 职称 最终评定成绩 2011 年 月 湖南工业大学本科毕业设计(论文)泵站远程监控系统学 院(部):电气与信息工程 专 业: 学 号: 学 生 姓 名: 指导教师姓名: 2011年 月摘 要近年来,随着信息技术的不断发展,生产过程的远程监控己经成为可能。本文以泵站自动化改造项目为背景,提出了基于VPN技术的远程监控系统的解决方案,开发了基于VPN的远程监控系统。该文首先综述了远程监控的国内外现状,由于网络安全越来越受到人们的重视,本文设计了基于PPTP的VPN网络并应用于远程监控系统。VPN能够在公共网络上
19、建立安全的网络通道,为系统安全、可靠的运行提供良好的基础服务。特别是针对无人值守的特点,监控系统能够自动诊断各种通讯异常和错误,并主动恢复或自动保护,保证设备的正常运行,其次详细设计并实现了视频监控系统和数据监视系统,提高实时监视的可靠性。通过对泵站远程监控系统的分析和研究,实现了基于VPN的污水泵站远程监控系统。能够显著提高这些领域的计算机控制与管理水平,降低运行成本,具有十分重要的理论意义和工程应用价值。关键词: 泵站、PLC、VPN、WINCCABSTRACTIn recent years, with the continuous development of information t
20、echnology, it is possible for remote supervisory and control of production process. Based on the project for the reconstruction of hydro power station automation, a scheme for the remote supervisory and control based on VPN technology is proposed. Firstly, recent research on the remote supervisory a
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